Estudio de la adhesión de esmaltes acrílicos y poliuretánicos sobre aluminio 1050 pretratado con fosfato de boro a temperatura ambiente

Abstract

El aluminio puede protegerse de la corrosión en atmósferas agresivas aplicando un esquema protector basado en pinturas. Para ello es necesario realizar una eficiente preparación de la superficie, ya que fallas en la adhesión de la película de pintura al sustrato irán asociadas a una pérdida o disminución de la acción protectora. El fosfato de boro (BPO4) es un sólido blanco amorfo ampliamente utilizado como catalizador en reacciones orgánicas [1] que tiene potencial como promotor de la adhesión sobre el aluminio. El objetivo de este trabajo fue estudiar la adhesión de esmaltes sobre aluminio luego del pretratamiento con soluciones de fosfato de boro a temperatura ambiente (20°C), realizando una comparación con otros pretratamientos habituales para este metal: un pretratamiento con una solución alcohólica de ácido fosfórico y un pretratamiento con soluciones de NaOH y Na2CO3. Los ensayos se realizaron con placas de aluminio 1050 de 75x45x1 mm, previamente desengrasadas con isopropanol. En el caso del pretratamiento con fosfato de boro se estudiaron 2 variables: la concentración de la solución de fosfato de boro (2, 3 y 4%), y el tiempo de ataque (30 y 90 minutos). En el pretratamiento con solución alcohólica de ácido fosfórico [2] las placas se sumergen durante 20 minutos en una solución de ácido fosfórico 10% p/v en etanol-agua al 50%. En el pretratamiento con NaOH y Na2CO3 [3] las placas se sumergen en NaOH 10% durante 10 min y luego en Na2CO3 2% durante 10 min. En todos los casos, luego del pretratamiento las placas se lavan con agua destilada y se dejan secar a temperatura ambiente. Sobre las diferentes superficies obtenidas luego de los pretratamientos se aplicó con pincel tanto un esmalte acrílico como un esmalte poliuretánico (ambos de origen comercial), alcanzándose luego del correspondiente curado un espesor de película seca del orden de los 50 μm. Para evaluar la adherencia de estos esmaltes se utilizó la técnica de adhesión al corte [4]. En esta técnica se genera una cuadrícula con cortes perpendiculares que alcanzan el metal, y sobre la misma se aplica y luego se retira con un movimiento seco una cinta adhesiva en la que quedan adheridas las piezas de pintura no adheridas al metal. Los resultados obtenidos pueden observarse en la Tabla 1. Para el pretratamiento con fosfato de boro puede comprobarse que en términos generales la adhesión mejora con el aumento de la concentración y con el aumento del tiempo de ataque. En el caso de la pintura acrílica, el tratamiento con fosfato de boro demostró ser más eficiente que el tratamiento con ácido fosfórico o el tratamiento alcalino, alcanzándose una adhesión excelente (5B) para una exposición de 90 min y una concentración 4% p/v (Figura 1). Para la pintura poliuretánica, en cambio, el tratamiento con ácido fosfórico y el tratamiento alcalino brindaron una adhesión excelente (5B), mientras que el tratamiento con fosfato de boro resultó mucho menos eficiente, logrando una adhesión 4B para la mayor concentración y el mayor tiempo de ataque. Se puede concluir que el tratamiento con fosfato de boro a temperatura ambiente es efectivo para lograr una buena adhesión de esmaltes acrílicos, pero no lo es para el caso de pinturas poliuretánicas. Finalmente, el efecto de la temperatura de tratamiento con fosfato de boro sobre la adhesión será un factor a estudiar en los siguientes ensayos.